大型石油储罐灭火处置对策研究

陈绍荣（武警重庆市长寿区消防支队司令部 重庆长寿 401220)

李凌春(武警重庆市公安消防总队特勤支队综合办公室 重庆 401121）

引言

根据现行设计规范、国内外大型油罐火灾案例并结合灭火救援的实战需要，对大型油罐火灾冷却用水量进行研究和探讨，提出科学的估算方法，对扑救大型油罐火灾提供参考和依据。

一、大型油罐火灾扑救力量的估算

1.研究对象的基本情况

与上面大型油罐冷却用水量估算研究中的对象一致，均为10×104m3的外浮顶油罐。

2.试验的方法和结论

高喷车射水试验

（1）16米高喷车：压力1 Mpa，10 t水用时3’10”，射程30--35米，可喷射到罐顶内；

（2）32米高喷车：压力1Mpa，4 t水用时1’12”，射程30--35米，可喷射到罐顶内；

（3）实验证明：上述两类高喷车射水冷却效果相同，但喷射泡沫能力32米高喷车效果明显，16米高喷车几乎不能射入罐内。

曼车车载炮（水流量100 L/S，泡沫流量50 L/S）试验

（1）喷射水：压力1Mpa，可喷 射到罐顶内，距离30米。

（2）喷射泡沫：压力1.1Mpa，可喷射到罐顶内，距离30米。

（3）试验结果表明：曼车车载炮喷射水和泡沫能力相当，即可用于冷却着火油罐及相邻罐也可以用于向罐内喷射泡沫灭火。

移动摇摆炮（距离罐壁30 m）试验

（1）喷射水：消防车出口压力1.1Mpa供水，可以喷射到罐顶上。

（2）喷射泡沫：消防车出口压力1.1Mpa供泡沫，可以喷射到罐壁一半高度（约12-15米）。

（3）有效冷却周长（10万吨级油罐总周长约为250米）：消防车供水压力1Mpa时，1门炮的最大冷却保护周长为35米，因此10万吨级油罐实际冷却力量，至少需8门移动炮。

（4）干扰测试：一是5台移动炮各间距1 m，用对应配套遥控器同时进行操作，二是5台移动炮各间距1 m，交叉使用遥控器同时进行操作，均无干扰。

（5）试验结果表明：移动炮（上海务进型号p s k d y 40 wj）喷射水和泡沫的能力差别较大，可用于冷却着火油罐及相邻罐，还可以喷射泡沫扑救流淌火，但是不可以用于向罐内喷射泡沫灭火。

3.理论计算

10万吨级立柱式浮顶油罐（直径80 m，高度22 m），以最不利情况假设，考虑浮盘破坏后全面积着火，形成稳定的池火燃烧，火灾扑救参照理论数据计算如下：

灭火泡沫量：

（1）燃烧面积为：a=π d2/4=3.14×802/4=502 （4m2）

(2)扑灭储罐需要泡沫量为(当进口压力为70×104p a时,泡沫供应强度为1l/s·m2)：q 1=a 1 q=5024×1=5024(l/s)

(3)车载泡沫炮泡沫混合液量为50 l/s，泡沫量为300l/s，则扑灭储罐需用车载泡沫炮的数量为：n 1=q 1/q=5024/300=16.74(门)，实际使用取17门

（4）泡沫混合液量为：q混=n 1 q混=17×50=850(l/s)

(5)泡沫液常备量为：q液=0.108 q混=0.108×850=91.8（t）

一次性进攻灭火用水量（l/s）：

q灭=a q混=0.94×850=799(l/s)

冷却着火罐用水量（l/s）

浮顶罐冷却供给强度为0.6 l/s·m。

q着=n π d q=1×3.14×80×0.6=150.72(l/s)

冷却邻近罐用水量（l/s）

q邻=0.5 n π d q=0.5×n×3.14×80×0.45=56.52n(l/s)

（n：表示需冷却的邻近罐数量）

当n=3时，q邻=169.56(l/s)

直接出液作战的消防车基本标准（水流量80 l/s，泡沫混合液流量50 l/s）

泡沫车：17辆

4.力量估算

（1）所需用水量

根据试验结果及理论计算，所需用水量为冷却着火罐和相邻油罐的用水量以及泡沫混合液的用水量之和，即

q总=q着+q临+q灭=150.72+169.56+799=1119.28(l/s)

（2）所需泡沫量（l/s）

根据试验结果，

（3）所需装备

根据实测结果，扑灭储罐需用车载泡沫炮的数量为17门，即需要泡沫消防车17辆，冷却着火罐需要8门移动摇摆炮，冷却相邻罐需要12门移动摇摆炮，共需要冷却炮20门，即需要水罐消防车20辆。

（4）所需参战官兵

根据目前灭火战斗行动的需要，每辆车配有指挥员、班长、驾驶员各一名，1、2、3、4号战斗员各一名，即每辆车按7人的标准计算，所需参战官兵约260名。

二、目前扑救大型油罐火灾所面临的困难

1.经过上述论证，扑救大型油罐火灾需要大量官兵以及器材装备参战，按照目前城市消防站的分布，短时间内调集足够官兵及有效装备十分困难；

2.爆炸燃烧的油罐，火焰高达几十米，并产生强烈的辐射热。在扑救火灾时，强烈的辐射热甚至能将距离油罐40 m左右的消防车的喷漆烘烤脱落。在如此强烈的辐射热下，即使参战官兵在着隔热服的条件下，也很难进行长时间作战；

3.含有一定水份或有水垫层的重质油品的贮罐发生火灾时，随着燃烧时间的延续，因管壁的热传导和油品的热波作用，水份或水垫层就会被加热汽化，出现沸溢或喷溅现象。这也对参战官兵灭火作战提出了更高的要求。

4.由于目前的大型及超大型油罐高度动辄二三十米，在这样的高度下，灭火作战时想要把泡沫打进油罐是十分困难的，即使利用高喷车喷射泡沫，但泡沫的损失也是相当大的。

三、自动登顶灭火平台

综上所述，笔者认为设计大型油库时，在油罐群中设计一个伸缩登高平台，在平台中加入一个可360度旋转的固定消防炮，且平台的高度适当高于周围的油罐，在周围任意一个油罐发生燃烧爆炸事故时，伸缩平台自动启动，这样既能为着火罐灭火之用，又能起到为临近罐降温之用。

[1]刘敏燕,李庆祥；大型原油储罐设计中主要安全问题及对策[J]；中国安全科学学报；1999年05期.

[2]张栋；大型石油罐区泄漏火灾事故环境风险评价应用研究[D]；首都经济贸易大学；2004年.

[3]葛晓霞；董希琳；郭其云；大型石油储罐消防设计研究[A]；节能环保和谐发展——2007中国科协年会论文集（四）[C]；2007年.